高纯化学蒸汽沉积(CVD)金刚石由元素六个促进了一个突破性的光纤耦合钻石磁强计,这有望提高诊断在医学和结构材料的老化欧洲杯足球竞彩
从英国华威大学的一组科学家,与元素六合作,创造了世界上最敏感的光纤耦合钻石磁强计。磁力仪是由人造金刚石的性质,能够分析对象或材料使用量子技术通过测量磁场由钻石解锁氮-空位中心(NV)。欧洲杯足球竞彩
该设备可以针对一系列应用程序,由于元素六工程NV的钻石的解决方案——这是由光纤电缆连接到处理设备。2020欧洲杯下注官网
与其他现有技术,这个解决方案不需要低温冷却。由于设备的利用室温属性的钻石,小型化是可能的,因此,成为便携式设备。这些独特的性质也适合医学诊断技术,如Magnetocardiography (MCG)。
Magnetocardiography对先进quantum-enabled医疗解决方案铺平了道路,这可能使早期心脏诊断实用现实通过测量电流产生的磁场在心脏。
机会:革新易于检测
磁力测定有一个广泛的应用在各个领域,比如在手机传感器和汽车。达到最好的灵敏度,传感器通常是昂贵的和大,通常需要低温冷却,对可用性产生负面影响。
作为一个相对较小的和轻量级桌面解决方案,新的diamond-enabled设备提供了一个更少侵入性比一些传统的磁力计的设备。2020欧洲杯下注官网它也有可能大大降低单位成本。
由于光纤电缆,用户可以目标钻石传感器从10米外,特定的对象。这种级别的可移植性和灵活性是至关重要的改进检测心脏疾病,这仍然是世界主要的死亡原因。
如果大规模生产了,这个磁强计可以允许更快和更准确的检测心脏疾病的护理,反过来,减少病人出院时间。
检测的范围可以很容易地针对性和移动,由于这一事实既轻便又可以手持设备。这些特性使它适合重工业应用程序,包括分析散装材料腐蚀等缺陷。
钢,尽管它占全球的绝大多数金属在生产中,遭受腐蚀。新磁强计有可能促进钢的简单分析原位检测腐蚀,防止昂贵,和潜在的致命事故。因此,磁强计提供了改进的安全性和成本效益。
挑战:获得灵敏度
灵敏度Magnetocardiography和高价值业务至关重要,像在钢铁腐蚀的检测。磁强计测量微小磁场来自潜在的表面腐蚀材料或发出人类的心脏。欧洲杯足球竞彩
钻石磁力测定因此,提供了一个理想的方法相结合的温度操作在一个紧凑的系统。元素六个优化设计的钻石是完全包含正确的浓度NV中心缺陷,以确保最大的敏感性而减少其他缺陷的存在。
然而,它是不容易达到完美的平衡:磁噪声是由钻石杂质,降低设备的准确性。太大集中将产生干扰,而太小NV中心的浓度呈现它不够敏感。
考虑到其他因素也会影响灵敏度,如大小和表面光洁度,莫理集团要求元素六交付高质量,特制的合成钻石材料。欧洲杯足球竞彩
激光光透过样品NV的钻石,图片来源:元素六
华威大学和元素六的解决办法:高质量钻石磁力测定
元素六几十年来一直与英国华威大学的密切合作,增加这些技术的准确性和灵敏度。磁力仪的灵敏度提高了超过5年的实验了1000万倍,从一个阈值milli-tesla nano-tesla,正如下面的图。
这使得该技术适合使用在应用程序的检测钢铁腐蚀和心脏病的早期诊断。
见证了敏感性收益通过华威在这样一个非常有才华的团队短时间内已经好了。这是证明他们的知识领域和实用的专业知识。我们很高兴有这个创新做出了巨大的贡献,我们期待着看到我们的钻石材料解锁新旅程的里程碑量子技术商业化。欧洲杯足球竞彩
马修·马卡姆博士主要研究科学家,元素六
五年来,华威大学光纤耦合钻石磁力仪灵敏度提高了1000万倍。
图片来源:元素六
英国量子计划支持项目提供了重要的资金来提高产品的灵敏度。支持也归功于网络化的量子信息技术中心(NQIT)和皇家社会。
此外,团队成员在项目背后的华威大学毕业的博士训练中心(CDT)钻石科学和技术,支持元素六。欧洲杯线上买球
毫无疑问,钻石的质量,我已经足够幸运的人一起工作至关重要。他们是我们成功的两个最重要的因素。
加文·莫理博士,副教授,华威大学
下一个步骤
莫理集团合作开发的设备元素六可以检测损伤钢,并希望它将很快能够衡量一个信号从一个人的心。下一阶段是工程师突破性的解决方案成为一个商业化的现实。Morley博士预计,用户将能够规模产品到足够大小和形状符合未来一个帆布背包。
华威团队,期待进一步的应用,另外考虑脑磁图描记术(MEG),这是科学的检测信号从大脑。欧洲杯线上买球
尽管梅格更具挑战性,因为大脑较小的磁场比心,团队希望钻石梅格最终可能被用来诊断疾病早期阿尔茨海默氏症和精神分裂症。
对于我们的设备,我们需要钻石刚刚好。元素六一直理想的发展伙伴密切合作的团队鼓励那种让我们我们目前的位置。他们正是我们正在寻找:制造一颗钻石,正确的形状,大小和旋转属性。
加文·莫理博士,副教授,华威大学
为什么钻石?
有潜力巨大高度敏感的传感器在量子态的极端脆弱,使得磁场和电场的测量。钻石晶格为固态量子位元提供了一个完美的主材料,因为它提供了一个低噪声背景。必须指出,然而,这种脆弱性也提供了一些关于过程开发的挑战。
当然,在一个理想世界中,量子态将周围的环境隔绝,但一定程度的外部交互所需的测量。之间的细线标志着微妙的平衡控制和交互,越来越需要让科学家充分利用这个令人兴奋的技术。
元素六提供无与伦比的钻石专业知识和先进的材料,其全球网络,与合作伙伴密切合作,包括华威大学,规模这种先进技术可行,现实的解决欧洲杯足球竞彩方案。
什么是金刚石氮-空位中心(NV) ?
在1990年代和2000年代初,一系列开创性的研究表明,一个缺陷在钻石,称为氮-空位中心,有一个可以操纵和读出量子自旋在室温下通过使用简单的光学技术。
这样的量子缺陷可以引入材料的高度精密由于人造金刚石生产通过化学汽相淀积(CVD))方法。
NV中心的创建是通过删除两个相邻的碳原子钻石晶格,其中一个是氮原子取代,留下另一个空的。这形成了名义上的空缺。
NV电子自旋,高度敏感的磁场,为高精度磁力测量提供完美的解决方案。这个平台的简单的工具是什么让它如此强大:电子自旋可以仅仅通过操纵闪亮的绿色激光在材料,随后,自旋可以通过发出红色荧光强度测量。
已经证明,NV电子自旋量子信息可以存储在室温下超过1毫秒。虽然一些应用程序需要多个组NV中心,这样的检测和校准的方法也可以为单一NV中心工作,促进新的可能性前所未有的空间分辨率和纳米尺度的敏感性。
元素六
元素六是戴比尔斯集团的一部分,是人造金刚石的世界领先的制造商,已设计包含NV中心使用化学气相沉积(CVD)方法。
元素六在与商业组织和世界各地的研究人员合作,开发、制造和提供屡获殊荣的量子级别的钻石被用在许多最重要的量子技术的突破。
华威大学
华威大学,与UKRI合作,英国皇家学会和皇家工程院,构建量子科学和技术。欧洲杯线上买球著名的合作伙伴已经NQIT中心(量子信息技术网络),中心在量子计算和仿真(qc),和量子传感器中心,属于英国国家量子技术计划。
世界领先的研究机构之一,英国华威大学一直名列前10名,全球前100名的大学。华威建立了声誉卓越的科学自1965年成立以来,专门通过教师科学、工程和医学(包括WMG和华威大学医学院)。欧洲杯线上买球
一个真正的全球性大学,华威已经在全球就业能力排名前30的QS世界大学排行榜,是为高等教育时代的前25位最国际大学排名。
进一步的阅读
- 钻石量子革命2020年米马卡姆& DJ Twitchen PhysicsWorld
- 描述的CVD金刚石氮浓度高的磁场传感应用——是埃德蒙兹等,2021年,欧洲杯足球竞彩材料量子技术1,025001
- 成像损伤钢使用钻石磁强计——LQ周等,2021,物理评论应用15,024015
- Sub-nanotesla磁力测定fibre-coupled钻石传感器- - - - - - RL帕特尔等,044058年2020年物理评论应用14日
这些信息已经采购,审核并改编自材料提供的元素六。欧洲杯足球竞彩
在这个来源的更多信息,请访问元素六。